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조직 배양 기술

10월 19일 업데이트됨

조직 배양 기술이란, 생물체의 세포나 조직의 일부를 떼어 내어 영양 배지에서 배양하여 증식시키는 기술이다. 이 방법은 하나의 개체로부터 같은 형질을 가진 개체를 대량 증식시킬 수 있어 품질은 좋지만 번식력이 약한 개체를 번식시키는 데 쓰이거나, 특정 세포 등을 대량으로 배양할 때 쓰인다.


동물의 조직 배양은 1907년 개구리의 신경 조직을 개구리의 림프액 속에서 배양하여 성장시킨 해리슨에 의해 시작되었다. 이러한 조직 배양 기술은 다양한 방면으로 응용되어 사용된다.


1. 1개의 세포로부터 유전 형질이 같은 개체를 무수히 많이 얻을 수 있어 번식력이 약한 생물이나 멸종 위기에 있는 희귀 동식물의 복원에 이용

2. 채소류나 화초류의 대량 증식에 이용. 예전에는 식물의 개체 수를 늘리기 위해 접붙이기, 휘묻이, 꺾꽂이, 포기나누기, 알뿌리나누기 등과 같은 방법을 이용. 그러나 최근에는 조직 배양 기술을 이용하여 시험관과 같은 배지에서 식물을 대량으로 증식

3. 종묘 생산, 작물 종자 생산 등 유용한 식물의 대량 생산에 이용

4. 질병의 발견과 염색체를 발견하는 데 도움을 주며, 의약품과 백신 개발에도 기여

5. 시험관 아기 시술

6. 호르몬생산, 태아의 유전 질환 확인, 이식자와 피이식자간의 이식 적합성 검사



이러한 조직 배양 기술 중, 세포만을 배양하는 것을 세포 배양 기술 이라고 하는데, 세포 배양에는 세포가 배양기에 부착하여 증식하는 단층 배양과 세포가 부착·신전하는 일이 없이 부유 상태로 증식하는 현탁 배양이 있다. 세포 배양 기술은 오늘날 생물 공학을 뒷받침하는 주요 기술 중의 하나로, 유전자 재조합에 의해 생성된 재조합 DNA 또는 세포 융합으로 만들어진 단일 클론 항체를 대량으로 생산하거나, 세포 융합으로 만들어진 식물 융합 세포를 식물로 자라게 하는 데 이용된다.



대부분의 고형 조직 유래의 세포들은 단층 부착 배양으로 증식한다. 이러한 세포는 대부분 약한 음전하를 띈 유리 용기에 부착되어 증식하며, 적당한 전하를 띄도록 처리된 폴리에스테린과 같은 플라스틱 용기에 부착하여 증식된다. 세포의 분비 이전에 세포는 extracellular matrix protein이나 proteoglycan이 먼저 분비되어 물질을 형성하고, 이 물질은 전하를 띈 물체에 부착한다. 일반적으로 부착 세포를 계대 배양할 경우에 배지를 제거하고 단층세포를 탈착하기 위해서 trypsin을 처리하며 일부 부착 정도가 약한 세포는 흔들어냄으로서 탈착할 수 있다. 세포의 탈착 후 세포를 모아서 적합한 배양 배지에 희석하여 배양하지만, 예외적으로 일부 단층 세포들은 trypsin 처리로는 충분히 탈착되지 않는다. 이러한 단층 세포에는 pronase, dispase, collagenase와 같은 강력한 protease를 처리하여야 한다.


Leukemia와 murine ascite tumor cell등의 세포들은 지속적으로 부유 상태에서 증식하며, 필요에 따라서는 부착 세포이더라도 기계적으로 부유 상태를 유지하며 증식시킬 수 있다. 부유 세포 배양은 세균과 유사하게 계대 배양을 한다. 즉, 탈착 과정을 필요로 하지 않을 뿐더러, 전체적으로 부착 배양에 비해 시간이 적게 소모 된다. 세포를 유지시키기 위해서 주로 배양 세포를 희석시킴으로서, 또는 단순히 배지 양을 증가시킴으로서 지속적인 배양이 가능해 진다. 이러한 배양악의 희석을 적당량을 통한 세포 농도를 일정하게 유지시킨다면, 세포 증식이 꾸준히 일어나는 상태에 도달한다.

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